环境保护是人类21世纪面临的重大挑战之一，各种类型的、日益严重的环境污染所造成的全球性的生态破坏和环境恶化，对人类能否在这个地球上继续生存下去构成了严重的威胁。
随着人类环保意识的增强和全球环保标准及要求的提高，环保产业将成为非常具有前景的新兴产业之一。许多非金属矿物材料，如硅藻土、沸石、膨润土、凹凸棒石、海泡石等经过加工（提纯、表面处理和复合）具有选择性吸附有害及各种有机和无机污染物的功能，而且具有原料易得、本身不产生二次污染等优点，有望在环境污染治理方面大展身手。
1、非金属矿物材料在大气污染治理中的应用
有害气体多为酸酐，大部分能溶于水，可用呈碱性的矿物与之发生中和反应，从而吸收酸酐，达到清除废气的目的。这类矿物有石灰石、方解石、生石灰、方镁石、水镁石等。
石灰石和生石灰可进行烟道干法脱硫，在t=820-1370℃下，用粒度为0.1-2mm的石灰石或生石灰对含SO2为0.1%-1%（体积分数）的烟气作脱硫处理，停留时间为30s-6h，石灰石、生石灰对废气的吸收容量可达50%。
石盐添加进煤和石灰石的沸腾炉内可降低有害气体的生成量。黏土矿物、沸石以及改型后的多孔状物质可作有害气体的吸附剂。
2、非金属矿物材料在水污染治理中的应用
水是可以反复使用的重要资源，但水的污染已十分严重。对废水和污水进行净化处理是充分利用水资源的重要途径。用矿物材料处理废水的主要方法有过滤、中和、沉淀、离子交换、吸附等。处理后水中所含的杂质应达到国家规定的排放标准。
（1）过滤用矿物材料
凡在水中稳定，即不溶解、不电离、不与水发生反应，并保持中性的矿物均可作过滤材料。常用的有石英、尖晶石、石榴石、多孔SiO2、硅藻土等，板柱状矿物和片状矿物不宜单独
作过滤用矿物材料。
（2）控制水体pH值的矿物
能与水体中的H+或OH-发生反应并消耗之的矿物，可起到调节水体pH值的作用。常用的这类矿物有：方解石、白云石、生石灰、石灰乳、水镁石、方镁石、橄榄石、蛇纹石、长石等矿物可处理酸性水，石英等酸性矿物可处理碱性水。
（3）利用矿物材料的其他性质处理污水
利用矿物的荷电性，与水体中具异号电荷的污染物作用产生凝聚，消除污染。如明矾、绿矾、苏打、生石灰、三水铝石、高岭石、蒙脱石等均具有这种作用。膨润土对清除有机碳效果很好；沸石、蒙脱石、石墨、蛙石又伊利石、绿泥石、高岭石、凹凸棒石、坡缕石、海泡石等具有良好的吸附性和离子交换性，可用于清除废水中的NH4+、H2PO4、HPO42-、PO43-和重金属离子Hg2+、Cd2+、Pb2+、Cr3+、As3+、Ni2+等。海泡石处理含Ni2+废水，对Ni2+的清除率可达85%-96%，优于活性炭吸附剂，且易于再生；凹凸棒石作吸附剂处理印染厂污水，对Cr系有机染料的脱除率和脱色率分别可达84%和95%。软锰矿可用于处理酸性含As废水。磁铁矿可去除废水中的颜色、悬浮物和铁、铝等。硫铁矿粉可处理含Hg废水。磁黄铁矿可清除Cu2+、Cd2+、Pb2+、As3+、As5+、Cr6+等，效果可达98%，符合饮用水标准。海泡石可清除钻井泥浆中的Pb2+。
3、非金属矿物材料在放射性污染治理中的应用
石棉、玻璃纤维、人造有机纤维以及某些高吸气性矿物可用于吸附、过滤放射性气体和空气中具放射性的尘埃；沸石等可净化被放射性物质污染的水体；软锰矿对放射性元素也有强的吸附作用。
矿物固化法是处理放射性废渣的最有效办法，“固化”包括对放射性元素的永久性吸附、包裹或经反应生成安全性固体物质。如硼砂、磷灰石、石英混合物在1000℃以上熔化后，可制成耐辐射的稳定玻璃体，这种玻璃体可取代过去使用的水泥（抗水性差、易于浸出放射性物质）和沥青（易老化而造成泄漏），固化放射性废物。
4、非金属矿物材料在环境污染治理中的市场前景
近5年来，我国用于环境保护的总投资已超过4900亿元。这既说明我国政府对环境保护的重视，又表明了环保市场的巨大。
2017年10月30日，工信部印发的《产业关键共性技术发展指南（2017年）》明确将“用于工业废水处理的矿物功能材料深加工技术”列为对行业有重要影响和瓶颈制约、短期内亟待解决并能够取得突破的产业关键共性技术，其主要技术内容：膨润土等矿物功能材料的改性、改型技术；增加矿物功能材料比表面积、调整表面电荷等技术；矿物功能材料在工业废水处理中的应用技术。
2018年1月2日，科技部、工信部、国土资源部、环保部、住房城乡建设部、农业部联合组织编制了《土壤污染防治先进技术装备目录》，供各类企业、财政投资或产业技术资金、各类土壤污染防治领域的公益、私募基金及风险投资机构等用户在土壤污染防治技术升级改造和投资时参考。
该目录纳入了“基于天然矿物混合材料的重金属污染场地稳定化技术”等15项土壤污染防治先进技术。
基于天然矿物混合材料的重金属污染场地稳定化技术
技术路线：该混合材料以沸石类天然矿物为主要成分，混合少量钙镁化合物、铁盐、铝盐及粘性土等制备而成。根据重金属污染浓度，经试验确定材料配比和添加量，添加比例一般在1%~10%，将材料与污染土壤充分混匀，保持含水率25%，自然养护7d。对于土壤清挖、运输过程中可能产生的扬尘污染，釆取洒水、覆盖等措施进行控制。
主要指标：混合材料中污染物含量符合国家相关标准要求，粒径<1mm，pH值7.5左右，颗粒含水率3%-5%，比表面积平均30m2/g，阳离子交换量>140cmol/kg，处理后土壤重金属浸出率可降低96%。
适用范围：重金属（铜、铅、镉、锌等）污染场地土壤修复。
相对于非金属矿在其它领域的应用而言，环保污染治理还是一个新领域，可以说非金属矿物材料的开发利用是非金属矿工业发展的新方向和新经济增长点之一。
相信在今后十年内，非金属矿在环保领域中的应用必将保持快速增长，预计年均增长率在15%左右。
编辑整理：中国粉体技术网（未经授权，禁止转载）
更多精彩！欢迎扫描下方二维码关注中国粉体技术网官方微信（粉体技术网）
|
